NO832186L - Fremgangsmaate og anordning ved forbrenning av flytende brensel - Google Patents

Description

De røkgasser som forlater et ildsted der man har brent flytende brensel må ha en viss temperatur, slik at kondensutslag i varmevekslerflåtene forhindres. Dette medfører et betydelig varmetap, og røkgassene inneholder svovelforurensninger som dels kan forårsake brenselskader i skorstenen, dels innebærer en generell miljøtrussel.

Start av brennere mot et kaldt forbrenningsrom samt feil innstilling av brenneren kan medføre sotdannelse.

Hensikten med foreliggende oppfinnelser er å foreslå en anordning som er spesielt gunstig for oljefyring i ildsteder av den størrelsesklasse som benyttes i villaer og andre bolighus, og som gjør det mulig å nøytralisere sure bestanddeler i røkgassene og effektivt ivareta restvarme.

En fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen erkarakterisert ved

at man lar forbrenningsgassene passere et rom der de bringes i kontakt med legemer av ildfast materiale som byr stor kontaktflate mot røkgassene.

For nøytralisering av forbrenningsgassene samt utnyttelse

av restvarme bringer man hensiktsmessig forbrenningsgassene etter rommet til å passere et kammer der en med nøytraliseringsmiddel tilsatt væske spres ut, samles og vil tilbakeføres etter at i middelet opptatt varme er ivaretatt.

En anordning ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedet i tilslutning til brenneren anordnet rom som forbrenningsgassene må passere og i tilslutning til hvilket de bringes i kontakt med legemer av ildfast materiale med stor kontaktflate mot røkgassene.

Rommet er fortrinnsvis formet som et magasin, inneholdende flere individuelle legemer.

Alternativt kan rommet være formet som et sylindrisk rør

av ildfast materiale, idet legemene er lokalisert i til-

slutning til avløpet fra dette.

For å lette montering i ildstedet til en eksisterende

kjele er røret hensiktsmessig oppdelt i lengderetningen i

i det minste to deler. Legemene kan være sammenføyd til

en i røret tilpassbar kake.

For å nøytralisere de sure bestanddelene i forbrenningsgassene og ivareta restvarme, anordner man hensiktsmessig etter rommet et kammer der en med nøytraliseringsmiddel tilsatt væske spres i forbrenningsgassenes vei, og inngående i en tårnkonstruksjon i hvis nedre ende væske samles for resirkulering og ivaretagelse av opptatt varme.

Kammeret kan inneholde flere individuelle fyllegemer som dusjes av væsken.

For avtapping av brukt nøytraliseringsvæske anordnes hensiktsmessig en ledning som fra et punkt i den nedre enden av tårnet strekker seg vertikalt oppover, og ved høyest tillatt væskenivå i væskeoppsamlingsrommet avsluttes av en 360° sløyfe med nedoverrettet avløp.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, der

fig. 1 viser en første utførelse av en anordning for forbrenning av flytende brensel, der forbrenningsgassene be-handles ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser en annen utførelse av et anlegg ifølge oppfinnelsen,

fig. 3 viser en detalj av forbrenningsrommet i fig. 2,

fig. 4 og 5 viser tverrsnitt av forbrenningsrom i varierende utførelser/

fig. 6 viser en modifisert utførelse av et forbrenningsrom, og

fig. 7-9 viser detaljer av ytterligere modifikasjoner.av forbrenningsrommet.

Den i fig. 1 viste forbrenningsanordningen omfatter en ild-steddel 10 og en tårnformet beholder 11. Ildsteddelen er vinkelformet og omsluttet av en væskemantel 12. En olje-brenner 13 er montert horisontalt i ildsteddelens øvre parti og et forbrenningsrom 14 strekker seg ut over ildsteddelens vertikale parti,15. Dette er ved hjelp av et antall vertikale og horisontale mellomvegger 16,17 oppdelt for å forme en forlenget gasspassasje.

Det vertikale partiet 15 danner et magasin som er fylt med legemer 18 av keramisk materiale som er egnet for innen et begrenset volum å by på stor kontaktflate.

Røkgassavløpet 19 er anordnet ved ildstedets nedre parti, og forbinder ildsteddelen 10 med beholderen 11. Eventuelt sot som dannes ved starting av brenneren eller ved til-feldig forstyrrelse av dennes drift, fanges opp av legemene 18 i magasinet 15. Disse legemene blir hvitglødende etter kort tids drift av brenneren, hvorved soten forbrennes. De forbrenningsgasser som strømmer inn i beholderen 11 er prak-tisk talt frie for sot. I beholderen nøytraliseres de sure bestanddelene i gassen og restvarme ivaretas. Røkgasser strømmer inn i beholderen .11 gjennom forbindelsen 19 som er tilkoplet ved beholderens nedre parti, og forlater beholderen gjennom en tilkopling 2 0 ved dennes øvre del.

Beholderen 11 er forsynt med en gjennombrutt mellombunn 21 som deler opp dens nedre parti i to kammere 22 og 23.

Det nedre kammeret 23 er formet som et væskeoppsamlings-trau 24 som begrenses av en skrå sidevegg 25. Den gjennom- brutte mellombunnen 21 er beliggende rett ovenfor røkgass-innløpet 19 og den bærer en mengde legemer 26 av keramisk materiale som vesentlig fullstendig fyller rommet i kammeret 22 ovenfor bunnen 21.

De røkgassene som passerer gjennom kammeret 22 vaskes ved hj.elp av en kontinuerlig sirkulerende væske som inneholder kjemikalier egnet for å nøytralisere de sure svovelfor-bindelsene.

Et hensiktsmessig kjemisk middel er magnesiumoksyd (MgO)som riktignok er tungtløselig i vann, men som ved hjelp av høy egenvekt gjør det mulig på en enkel måte å skille nøytrali-seringsvæske fra det tilskudd av kondensat som man nødvendig-vis får.

Magnesiumoksyden kan i tilfredsstillende grad oppløses i varmt vann og holdes under anleggets drift ved forhøyet temperatur. En oppløsning av magnesiumoksyd oppbevares i en beholder 27 og doseres med hensiktsmessige midler ut i trauet 24.

Fra dette sirkuleres nøytraliseringsvæske ved hjelp av en ledning 28 og en pumpe 2 9 til kammerets 22 øvre del, der den gjennom munnstykket 30 dusjes ut over legemene 26.

Røkgassene passerer opp mellom legemene og bringes til intim kontakt med nøytraliseringsvæsken som dekker legemenes flater.

Den væsken som har passert gjennom laget av legemer 2 6 drypper ned gjennom bunnen 21 og samles i trauet 24, der den tunge magnesiumoksydoppløsningen synker til bunns. Eventuell tilsetning av kondensvann samles i trauets øvre parti og kan tappes ved hjelp av en ledning 31. Denne kan være forsynt med ikke vist vertikal vannlås eller felle med nivåregulering.

Et organ 32 avføler konsentrasjonen resp. egenvekt av MgO-oppløsningen og sørger for at nødvendig mengde nøytrali-ser ingsmiddel finnes tilgjengelig. Etter hvert blir naturligvis kjemikalietilsetningen oppbrukt, og.man kan da'tømme hele trauet ved hjelp av en ledning 33, og fylle på frisk nøytraliseringsvæske.

Forbrenningsgassene har et visst innhold av restvarme.

Denne tas opp av legemene 2 6 samt direkte av den sirkulerende væsken, og føres av denne ned i trauet 24. I dette er det en varmeopptagende sløyfe 24. Den varmen som ivaretas her kan benyttes for å varme forbruksvann, eller nyttiggjøres på annen måte.

Ved hjelp av det viste arrangementet oppnår man dels nøytralisering av røkgassenes sure bestanddeler, dels ivaretar man på en enkel måte den vesentlige delen av rest-varmen. Sløyfen 34 ligger i den nøytraliserte væsken, og kommer ikke til å utsettes for korrosjonsangrep.

Tilførselen av nøytraliseringsmiddel kan skje ved hjelp av kjente organer, og kan eventuelt ordnes slik at nøytrali-seringsmiddelet spres direkte over legemene 26.

Røkgassen kan enda inneholde en viss mengde varme. Et ytterligere kammer 35 anordnes derfor ovenpå kammeret 22,

og skilles fra denne av en andre mellombunn 36. Denne er forsynt med en som overløp fungerende rørstuss 37 som er dekket av et lokk 38.

Kammeret 35 er fylt med keramiske legemer 39 i likhet med

de som er i kammeret 16, og i den øvre delen av kammeret er det en serie dusjmunnstykker 40.

En returledning, f.eks. fra en radiatorkrets, er betegnet med 41 og er tilkoplet vannmantelen 12 i forbrennings-mantelen 10 samt inneholder sirkulasjonspumpen 42.

En treveis magnetventil 4 3 er montert i ledningen 41 og er tilkoplet en ledning 4 4 som mater munnstykkene 4 0 resp. til en shuntledning 45. Et ikke vist styreorgan styrer ventilen 43 i avhengighet av brennerens 13 driftstilstand, slik at ventilen stenger munnstykkene 40 når brenneren er utkoplet, men tillater sirkulasjon via ledningen 45. Når brenneren er i drift, stenges ledningen 45 og radiator<y>annet får da spyle ned over fyllegemene 39 og ivareta derved det meste av den gjenværende varmen.

Ved de kjeletyper der oppfinnelsen i første rekke er be-regnet brukt, er vanntrykket ikke høyere enn at man kan til-late en åpen spredning. En returledning 4 6 er tilkoplet kammerets 35 nedre del, og ettersom hovedreturledningen 45 er avstengt, kommer pumpen 42 til å suge ut det vann som er dusjet ned over fyllegemene 39.

Styreorganet for ventilen kan innstilles slik at det arbeider med en viss tidsforskyvning i forhold til brenneren, dvs. den åpner forbindelsen til munnstykkene 40 først etter at røkgass har passert kammeret i en viss tid, men deretter stenger av munnstykkene i en viss tid. etter at brenneren er stoppet.

Eventuelt damp som har fulgt med røkgassene opp i kammeret 35 kommer til å bli kondensert, og det tilskudd av vann som pumpen 42 ikke tar hånd om renner over kanten på den som overløp fungerende stussen 37 og passerer gjennom kammeret 22 ned i trauet 24, der det etter hvert tappes gjennom ledningen 31 .

Foruten miljøvernsaspektet kan man regne med at den lavere temperaturen på den nøytraliserende gassen skåner materialet i skorsteinen. For nøytralisering kan det naturligvis komme på tale en annen kjemikalietilsetning enn MgO.

Fig. 2 viser en annen utførelse av forbrenningsanordningen ifølge oppfinnelsen. Med 50 betegnes en varmelednings-kjele av en hvilken som helst art, i. hvis forbrenningsrom 51 det er innpasset et rørformet element 52 av ildfast materiale, på en slik måte at flammen fra oljebrenneren 53 rettes aksielt inn i dette.

I elementets utløp er det innpasset et porøst legeme 54. Dette kan hensiktsmessig være fremstilt av samme slags keramiske legemer 18 som ligger løs i magasinet 15 i fig.1, men som her ved hjelp av ildfast masse er støpt sammen til en porøs kake med etter rørelementets 5 2 innerdiameter tilpasset størrelse.

Rørelementet 52 holdes under drift i glødende tilstand, og legemet 5 4 fungerer på samme måte som legemene 18 i fig. 1, dvs. ved driftstemperatur forbrenner de effektivt den sot som måtte oppstå når brenneren startes opp, eller ved for-styrrelser i dennes drift.

For å muliggjøre lett montering i kjeler med trange forbrenningsrom utføres rørelementet 52 på den måte som vist i fig. 3, hensiktsmessig i to halvdeler 52a, som hver for seg stikkes inn i forbrenningsrommet og mures sammen der.

I visse tilfeller kan det, som vist i fig. 4, være hensiktsmessig å dele rørelementet i tre like deler 52b, og ,ved meget store rørelementer kan man, som vist i fig. 5, sette sammen disse av fire like deler 52c.

Rørelementet 52 kan, i likhet med innsatslegemet 54, ut-formes på flere forskjellige måter avhengig av utseendet av det forbrenningsrom der det skal installeres.

Fig. 6 viser en utførelse der elementet er satt sammen av to halvdeler 52d, 52e, av hvilke den siste er kortere, slik at det dannes en nedoverrettet åpning 55. Rør-elementet tilsluttes bak av en plate 56 som tvinger for-

brenningsgassen til å bøye av forbi dens nedre kant.

Ved utførelsen ifølge fig. 7 inngår et legeme 54a omfattende plater 57 som er skråttstilt, slik at de danner en slags sjalusi.

Ifølge fig. 8 er legemet 54b oppbygd av kremmerhusformede elementer 58 som er støpt sammen til en enhet med etter rørets 52 innerdiameter tilpasset form. Elementene 58 er plassert slik at ønsket gassgjennomstrømningsareal opp-rettholdes uten at det blir noen direkte gjennomstrømnings-passasje. Et fremre kremmerhus styrer med andre ord gass-strømmen mot bakenforliggende kremmerhus.

Ifølge fig. 9 er legemet 54c i enden av rørelementet 52 formet som et nettverk av keramiske tråder.

Også ved utførelsen ifølge fig. 2 er det en anordning for å nøytralisere forbrenningsgassene og ivareta restvarme fra disse.

Forbrenningsgassene føres fra kjelen 50 til en tårnlignende beholder 60 gjennom en ledning 61. Rommet 62 under tilkoplingen for ledningen 61 utgjør et oppsamlingsrom for nøytraliseringsvæske. En pumpe 63 fører via en ledning 64 væske til et munnstykke 6 5 som er plassert sentralt i

tårnet, ovenfor tilkoplingen 61. Munnstykket er innrettet for å spre. væske i form av en hul konus i samme retning som forbrenningsgassene strømmer på sin vei mot et avløp 66.

Væsken i rommet 62 tilføres nøytraliseringsmiddel, f.eks. magnesiumoksyd fra en distributør 67. Nøytraliserings-middelet oppbevares i en finmasket nettkurv 68, og via en grenledning 6 9 avtappes kontinuerlig en viss mengde vann fra ledningen 64 og passerer distributøren, hvorved en hensiktsmessig mengde av middelet løses opp og tilføres væskemassen i rommet 62.

En sløyfe 70 er innlagt i rommet 62 og ivaretar varme slik som tidligere omtalt i forbindelse med sløyfen 34

i fig. 1.

Ved nedkjølingen kondenseres fuktigheten i forbrenningsgassene og fyller på væske i rommet 62. Dette må periodisk tømmes for en del av sitt innhold. En ledning 72 tilkoplet rommets 62 nedre del er ført oppover til et høyere væskenivå 72 der den er ombøyd i mer enn 360° til en sløyfe 73 og avsluttes av et nedoverrettet avløp 74.

Når væske i rommet 62 stiger mot det høyeste nivå 72, fylles samtidig den øvre delen av ledningen 71 med sløyfen 73, hvoretter tømmingen påbegynnes. Når nivået i røret er sunket til den nedre kant av avløpet 74, avbrytes tømmingen ved nivået 75.

Kondensvann fylles stadig på, og.tilslutt nås nivået 72, hvoretter en ny tømmingsperiode automatisk inntrer.

Slam som er dannet i forbindelse med nøytraliseringen, samles i en lomme 7 6 under tårnet 6 0 og kan over en ventil 77 periodisk avtappes til en slambeholder 78.

De ovenfor beskrevne og på tegningene viste utførelses-eksemplene er bare eksempler på oppfinnelsen, hvis detaljer kan modifiseres på mange måter innenfor rammen for de etterfølgende patentkrav.

Rørelementet 52 og likeledes innsatslegemene 54 kan modifiseres på flere måter utover det som er vist, og tårnet 6 0 behøver ikke nødvendigvis stå vertikalt, men kan monteres inn i en hellende røkgasskanal. Spredningen av væske i gasstrømmen kan skje ved hjelp av flere munnstykker arrangert for å fordele væske med, mot eller på tvers av gasstrømmen.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte ved forbrenning av flytende brensel, karakterisert ved at man lar forbrenningsgassene passere et rom (15,52) i hvilket de bringes i kontakt med legemer (18,54) av ildfast materiale som byr på stor kontaktflate mot rø kgassene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at forbrenningsgassene etter rommet (15,52) bringes til å passere et kammer (22,62), i hvilket en med nøytrali-seringsmiddel tilsatt væske spres, samles og tilbakeføres etter at varme som er opptatt i nøytraliseringsmiddelet er ivaretatt.

3. Anordning ved forbrenning av flytende brensel, karakterisert ved et i tilslutning til brenneren (13,53) anordnet rom (15,52), som forbrenningsgassene må passere og i tilslutning til hvilket de bringes i kontakt med legemer (18,54) av ildfast materiale med stor kontaktflate mot røkgassene.

,4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at rommet (15) er formet som et magasin som inneholder flere individuelle legemer (18).

5. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at rommet (52) er formet som et sylindrisk rør av ildfast materiale, idet legemene (54) er lokalisert i tilslutning til avløpet fra dette.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at røret , (52) er oppdelt i lengderetningen i i det minste to deler (52a-c).

7. Anordning ifølge krav 5 eller 6, karakteri sert ved at legemene (54) er sammenføyd til en i røret innpassbar kake.

8. Anordning ifølge et eller flere av kravene fra 3-7, karakterisert ved et etter rommet (15,52) anordnet kammer (22,62), der en med nø ytraliseringsmiddel tilsatt væske spres i forbrenningsgassenes vei, og inngående i en tårnkonstruksjon (11,60) i hvis nedre ende (24, 79) væske samles for tilbakesirkulering og tilgodegjørelse av opptatt varme.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at kammeret (22) inneholder et antall individuelle fyllegemer (26) som dusjes med væsken.

10. Anordning ifølge et av kravene 8 eller 9, karakterisert ved en ledning (71) som fra et punkt i den nedre enden av tårnet strekker seg vertikalt oppover, og ved høyest tillatte væskenivå (72) i væskeoppsamlingsrommet avsluttes av en 360° sløyfe (73) med nedoverrettet avløp (74) for periodisk tømming av kondensvann.